برنامه نویسی پایتون

در این فصل به صورت مختصر با تاریخچه‌ی پایتون آشنا می‌شوید و هم پیمان می‌شویم که می‌خواهیم پایتون رو به صورت جدی و دقیق یاد بگیریم و با قدمهای کوچک ولی پیوسته یادگیریمون رو عمیق کنیم. سپس یاد می‌گیریم چطوری از صفر این برنامه رو نصب کنیم، چطوری توی ویندوز اون رو اجرا کنیم و اولین خطوط از زبان برنامه نویسی پایتون رو با همدیگه اجرا کنیم. سپس با ابزارهایی که کار مارو توی کدنویسی پایتون راحت می‌کنند (البته می‌تونین با این ابزارها توی زبان‌های برنامه نویسی دیگه هم استفاده کنین!) آشنا میشین و پله پله محیط اجرای کدهامون را با همدیگه یکسان می‌کنیم و خیالمون از این بابت راحت میشه.

سپس یاد می‌گیریم چطوری بتونیم به کتابخونه‌هایی که در هر حوزه‌ای افرادی برای ما  زحمت کشیدند و اینهارو به صورت متن باز در اختیار همگان قرار دارند را نصب کنیم و با دستو pip‌ که خیلی باهاش کار داریم آشنا میشیم. در انتهای جلسه هم یاد می‌گیریم چطوری اعداد صحیح و اعشاری رو در متغیرهایی ذخیره کنیم، چطوری رشته‌هایی رو بسازیم و در خروجی اونهارو چاپ کنیم، یا تغییراتی روی کلیات رشته‌ها بدیم در راستای مرتب شدن متن‌ها و خواسته هامون. بعدشم با هم دیگه چند تا مثال می‌زنیم تا مطمئن شیم که مباحث مهم این جلسه برای شما جا افتاده باشه.

در این فصل یاد می‌گیریم چطوری مسیر اصلی برنامه رو مدیریت کنیم. مدیریت مسیر اصلی برنامه یعنی در بروز شرایطی خاص ما چطوری تدبیری اندیشیده باشیم و بتوانیم رفتار کد رو در حالات مختلف بنویسیم که مثلا اگر هوا بارونی بود یادآور برداشتن چتر و کلاه رو هشدار بده و اگه هوا آفتابی بود حتما یادآوری عینک دودی رو انجام بده! پس خیلی مهمه که بتونیم با توجه به پیش‌بینی حالات مختلف برنامه و صدق کردن هر شرطی اگر تدابیر خاصی نیاز هست، حتما اندیشیده شود تا رفتار مناسب و منعطفی داشته باشیم.

در پایتون مثل هر زبون برنامه نویسی دیگه‌ای با دستو if  و else این کار رو انجام می‌دیم. اما ممکنه از بین چند تا حالت‌(بیشتر از ۲تا) ما بخواهیم تصمیم بگیریم، در این شرایط باید از دستور  if, elif , elif,… , else استفاده کنیم بدین ترتیب شروط را از بالا تا پایین چک می‌کند و اولین شرطی که برقرار بود وارد آن می‌شود و دیگر وارد هیچکدام از شروط پایینی (حتی با وجود برقرار بودن) نمی شود. پس باید هنگام استفاده از این ابزار حواسمون باشه که شروطی که بالاتر نوشته می‌شوند اولویت بالاتری در اجرا دارند.

سپس با عملگرها آشنا میشیم که بتونیم چطوری شرط‌های درست و غلط خودمون را در قالب عملگرهای مقایسه‌ای بنویسیم.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• ابتدا مفهوم داده ساختارها در پایتون گفته می‌شود. سپس با لیست‌ها به عنوان اولین داده ساختار آشنا می‌شوید و توابع و متدهای مرتبط با لیست را خواهید آموخت. یاد می‌گیریم چطوری داده‌ها را داخل لیست بریزیم یا اصلا یک لیست تعریف کنیم، چطوری داده‌های دلخواه به آن اضافه کنیم یا حتی از آن مقادیری را کم کرده و تغییراتی بدهیم.  نحوه‌ی دسترسی به مقادیر لیست رو از طریق اندیس یا جایگاه آن در لیست یاد می‌گیریم.
• در ادامه تاپل ها را به عنوان دومین داده ساختار مرسوم خواهیم داشت که تفاوت‌هایی با لیست دارد و با این تفاوت‌ها آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که بسته به شرایط از کدامیک و در کجا از هرکدام استفاده کنیم.

در آخر نیز با مجموعه‌ها آشنا می‌شویم و توابع و متدهای مجموعه‌ها را بررسی می‌کنیم. نکته‌ی مهم یاد گرفتن فرق این داده ساختارها با یکدیگر هست: بدین منظور که در هر کاربرد از کدامیک استفاده کنیم و تشخیص بدهیم در چه مسائلی از هرکدام استفاده کنیم.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• ابتدا با داده ساختار دیکشنری آشنا می‌شوید و مفهوم کلید و مقدار را می‌آموزید. یاد می‌گیرید چطوری دیکشنری را بسازیم و داده‌ها را داخل آن ذخیره کنیم. در دیکشنری شما می‌توانید با استفاده از کلید متناظر با هر مقدار به آن مقدار برسید، مثلا اگر یک دیکشنری بیانگر یک فرد باشد شما می‌توانید کلید های مختلفی برای این فرد تعریف کنید از جمله: سن، نام، نام خانوادگی، میزان تحصیلات و .... و برای رسیدن به مقدار متناظر کافی‌ست با استفاده از کلید به مقدار مورد نظر برسید. (در لیست شما با دانستن اندیس عضو می‌توانستین به مقدار آن دسترسی پیدا کنید)
• سپس توابع و متدهای خاص دیکشنری‌ها را فراخواهید گرفت که چطور تغییراتی را در دیکشنری اعمال کنیم یا کلید مقدارهای بیشتری اضافه کنیم و یا حتی بروزرسانی کنیم.
• در انتها نیز با JSON یکی از پرکاربردترین فرمت‌ها در برنامه نویسی آشنا خواهید شد و یاد خواهید گرفت چگونه در پایتون از JSON استفاده کنید.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• ابتدا مفهوم و جایگاه حلقه‌ها در برنامه نویسی بررسی می‌شود و بررسی می‌کنیم چرا به حلقه‌ها احتیاج داریم و چه مشکلاتی رو از ما حل می‌کنن. سپس با دستور نحو حلقه‌ی for آشنا میشیم و می‌بینیم چطوری می‌تونیم روی داده ساختارها پیمایش کنیم یا حتی روی رنج خاصی از اعداد حلقه را بنویسیم. با تابع ()range آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم چطوری با نوشتن حلقه روی اعضای لیست یا تاپل یا دیکشنری پیمایش رو انجام بدیم.
• با حلقه‌ی while آشنا می‌شویم و با ذکر چند مثال استفاده از آن را در پایتون یاد می‌گیریم و می بینیم که تا برقراری یک شرط کنترلی این حلقه می‌تواند تکرار شود.
• با دستورات کنترلی مانند break و continue در حلقه‌ها آشنا خواهید شد. که اگر در شرایط اضطراری پیمایش را متوقف کنیم و از حلقه خارج شویم، یا حتی بتوانیم از خاصیت  continue که شبیه به skip کردن یک پیمایش شونده به ازای مقادیری خاص عمل کند. یعنی اگر در حین حلقه به این دستور رسیدیم به پیمایش بعدی مستقیم برویم.
• در انتها روش‌های پیشرفته‌تر پیمایش همانند list comprehension و zip را بررسی خواهیم کرد. و با ذکر مثال‌هایی سعی می‌کنیم مفهوم استفاده از این ابزارها را بیشتر تمرین کنیم تا در مواجهه با مسائل بتوانیم از بهترین راه حل استفاده کنیم.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• ابتدا مفهوم و جایگاه توابع در ریاضی و برنامه نویسی بررسی می‌شود. سپس توابع را در پایتون بررسی می‌کنیم و نحوه‌ی تعریف تابع جدید در پایتون را یاد می‌گیریم و با ذکر مثال‌هایی سعی می‌کنیم توابعی ساده بسازیم و از آنها استفاده کنیم تا ضمن تمیزی و خوانایی کد، تکرار و اضافات کد کمتر شود.
• در ادامه به ذکر توابعی که بتوانند از کاربر ورودی‌هایی بگیرند و طبق مقادیر ورودی که کاربر فراهم می‌کند عملیات خودش را انجام دهد. مثلا برای اینکه به فرد بگوییم شاخص توده‌ی بدنی آن شخص چقدر است، کافی است قد و وزن شخص را به تابع بدهیم و این عدد را در خروجی متناسب با ورودی‌های داده شده، بدست آوریم.
• یاد می‌گیریم که توابع می‌توانند خروجی داشته باشند یا حتی بعضی مواقع خروجی خاصی را برنگردانند. یعنی تغییری در مقدار متغیر‌ها بدهند یا چیزی را چاپ کنند یا حتی در جایی گزارش کنند. پس به طور کلی توابع می‌توانند مقدار یا مقادیری را به ما برگردانند یا چیزی در خروجی برنگردانند.
• یاد می‌گیریم چطور از توابع ناشناس و یک خطی lambda expressions استفاده کنیم و چه مزیتی نسبت به توابع عادی در پایتون دارند.
• محدوده توابع یا scope ها را خواهید آموخت که برای مدیریت متغیرها و حدود توانایی دسترسی تابع به متغیرها یا کلاس‌ها را بررسی می‌کنیم و یاد می‌گیریم چطوری بتوانیم از متغیر global یا سراسری استفاده کنیم و مزایا و معایب آن را بررسی کنیم.
• یاد می‌گیریم اگر تعداد ورودی‌هایی که به تابع می‌دهیم تعداد مشخصی نداشت، مثلا یکبار می‌خوایم دو عدد را با یکدیگر جمع کنیم و بار دیگر شاید ۱۰ عدد را بخواهیم با هم جمع کنیم، آنگاه در چنین شرایطی چطور منتظر دریافت همه‌ی ورودی‌ها باشیم و برنامه‌ی ما (یا تابع ما) منعطف باشد و دچار مشکل نشود. در چنین شرایطی از دستور *kargs استفاده می‌کنیم که همه‌ی مقادیر ورودی را در یک تاپل به تابع مورد نظر ارجاع می‌دهد. و در نهایت اگر نحوه‌ی ورودی دادن به تابع به صورت دیکشنری باشد باید از دستور **kwargs استفاده کنیم تا بتوانیم هر آیتم را جداگانه به تابع منتقل کنیم.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• هدف این فصل آشنایی با خطاها در برنامه نویسی و مدیریت آن‌ها می‌باشد.
• انواع خطاها و استثناها در پایتون را بررسی می‌کنیم.
• با مفهوم try-except آشنا می‌شوید و یاد می‌گیرید چگونه استثناها را مدیریت کنید و در صورت بروز خطا و استثنا چگونه برنامه متوقف نشود و در مرحله‌ی بعدی حتی از حضور و بروز چنان مشکلی مطلع بشوم. عملا این دستورهای کنترلی در بسیاری از برنامه‌هایی که نیاز دارند به طور مداوم اجرا باشند ضروری است. تا مطمئن شویم در صورتی که حتی به هر دلیلی مثل قطعی اینترنت در بازه‌هایی خاص یا کار نکردن وبسایتی خاص یا حتی وجود هر مشکلی در محاسبات (مثلا تقسیم بر ۰) برنامه از اجرا متوقف نشود و با ریکاور کردن مشکل به ادامه‌ی مسیر خود بپردازد.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• هدف این فصل آشنایی متدهای نحوه کار کردن و مدیریت فایل‌ها با پایتون است. چگونه فایل متنی را بخوانیم، یا به صورت خط به خط یا به صورت کاراکتری. چگونه در صورت عدم حضور فایل آن را بسازیم و یا در مود append بتوانیم به انتهای فایل چیزی را اضافه کنیم.
• در مرحله‌ی بعدی علاقمندیم با اشاره گر آشنا شویم و از اهمیت بالای آن مطلع شویم که در هر فایلی که باز می‌کنیم اشاره گر در ابتدا در اول فایل قرار دارد ولی بعد از خواندن مقدار مشخصی از فایل اشاره گر به آنجا اشاره می‌کند و از آنجا به بعد را برای شما می‌تواند چاپ کند. برای ریست کردن اشاره گر راه‌های متنوعی وجود دارد که در کلاس به آنها می‌پردازیم.
• با نحوه خواندن فایل PDF و استخراج اطلاعات از آن آشنا می‌شوید. بدین صورت که حتی در خواندن فایل‌هایی که بصورت باینری هستند مثل پی دی اف‌ها بتوانیم متن‌هایی را استخراج کنیم و از فعالیت و تلاش نیروی انسانی برای استخراج متنهای داخل پی دی اف جلوگیری کنیم. این کار یکی از جذابترین کارهایی‌ست که شما می‌تونین با پایتون انجام بدین و بتونین به محتوای فایل‌هاتون به طور خودکار دسترسی داشته باشین یا حتی اونهارو با ابزارهایی با کمک یادگیری ماشین به صورت کاملا خودکار ترجمه کنین و در فایلی دیگر ذخیره کنین.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• هدف این فصل آشنایی با برنامه نویسی شی گرایی می‌باشد. اینکه این گونه تفکر چطور می‌تواند در بلند مدت برای ما مفید باشد و یا حتی بتوانیم کدهایی بزنیم که قابلیت تغییرپذیری بالایی داشته باشند و با تغییر در روند یا خواسته‌ی کارفرما، کدهای ما دستخوش تغییر زیاد با ریسک بالا نشوند. بتوانیم با تغییرات کمینه این کار را انجام دهیم و در بعضی مواقع عیب یابی کدهای ما را بسیار راحت‌تر می‌کند و ذهن ما را در طراحی الگوریتم‌ها و حل مسئله تقویت می‌کند.
• سپس یاد می‌گیرین چطوری در پایتون کلاس‌ها رو تعریف کنید و متدها و متغیرهای درون کلاس رو چطوری تعریف کنین یا به توابع داخل اون دسترسی داشته باشید.
• مبحث شیء گرایی به طور کلی مبحث مهم و اندکی فراتر از حد مقدماتی هست، پس در این دوره سعی کردیم مزیت استفاده از آن و اصول آن را با هم یاد بگیریم تا در دوره‌ی پیشرفته و برنامه‌های مهمتر بتوانیم از این مفاهیم استفاده کنیم.
• آشنایی با 4 اصل شی گرایی یعنی Abstraction – Capsulation – Inheritance – Polymorphism
• و نحوه‌ی استفاده از آنها را در پایتون یاد بگیریم.

در این فصل به ترتیب مباحث زیر را می‌آموزید:

• هدف این فصل آشنایی با Thread ها می‌باشد. که برنامه‌های ما پس از نوشته شدن چطوری اجرا می‌شود. فرق پروسه با فرآیند و برنامه چی هست و چرا خوب هست که این مفاهیم رو مسلط باشیم. اگر خواستیم کدهایی بزنیم که کارهای مستقلی را انجام دهد، بتواند از همه‌ی ظرفیت چند رشته‌ای بودن اجرا یا اجرای همزمان استفاده کنیم و زمان برنامه‌هامون رو به شدت کم کنیم.
• با برنامه نویسی Multi Thread آشنا می‌شوید.
• مفهوم رقابت و Race Condition و راه‌های جلوگیری از آن را یاد می‌گیرید. یعنی اگر بعضی از تردها می‌خواستند تغییری در متغیر‌های خاصی را ایجاد کنند، و تغییرات به صورت پس و پیش صورت نگیرد باید از این روش Lock استفاده کرد تا مشکل زمانبندی و تداخل پیش نیاید.

مرور کلی و جمع بندی مباحث گفته شده و حل کردن سه مثال برنامه نویسی و تجمیع ابزارهای یاد گرفته شده و از همه مهمتر انتخاب گزینه‌ی مناسب برای کد زدن و تفکر الگوریتمی که قبل از کد زدن در ذهن خود بتوانیم چگونگی اجرای برنامه را مرتب و دقیق بررسی کنیم و سپس آن را به کد تبدیل کنیم.